2023年江豚挡位灯异常且无法READY故障诊断与排除

01故障现象

2023年江豚，驱动电机型号TZ180XSIN102/峰值功率60kW、动力电池系统额定电压307.2V/额定容量132A·h。该车挡位灯异常且无法READY。

02故障诊断与排除

接车后尝试上电，发现几个故障现象，第一是打开点火开关，仪表上挡位指示灯会一直闪烁，此时无法READY上电；第二是仪表上完全没有挡位显示，此时同样无法READY（如图1所示）；第三是挡位如果可以显示，此时可以正常READY，当踩制踏板动同时旋转换挡按钮换挡，则挡位指示灯会不停闪烁，但是车辆依旧处在READY状态并不会主动下电，此时车辆无法行驶。

按照上面几个故障现象进行分析，感觉故障的核心点都围绕着换挡控制这一块，读取整车控制器VCU故障码，发现系统存在的故障码为P1E1031 换挡器故障。根据该故障码的指向，读取换挡器数据流（如图2所示），可见拨动换挡按钮的瞬间，对应数据流有变化，实时从无效切换为有效，但是此时车辆并没有READY，数据流瞬间后又切换为无效。由此可以判断换挡按钮信号已经输出且VCU也能接收换挡按钮信号，只是车辆没有READY才导致仪表中的挡位不会正确显示。

诊断仪读取的VCU故障码P1E1031换挡器故障，为当前故障（如图3所示），由此怀疑是否故障点就在换挡器执行元件本身？换挡器执行元件如图4 所示，该换挡器为一个电子信号开关，其上共有12个针脚，实际上使用的只有1 号、3 ~ 7 号、9号、11号、12号脚（如图5所示），而向VCU输入挡位信号的线路只有4号、5号、6号、3号脚，对应的挡位信号分别是R/N/D/E。

有了线路控制图，检查起来就简单了，测量挡位信号4个输出针脚与VCU之间的导通，相互之间是否存在短路，对电源线、地线之间是否短路，检查均没有发现问题。旋转换挡按钮，检测对应的线路电位信号均会变化，再将故障车辆挡位执行元件对换到同类型车上，同类型车辆换挡正常，至此排除了换挡执行元件的故障嫌疑了。

维修到此，可以确定换挡执行元件本身及其与VCU之间的线束不存在故障。再来分析下挡位的控制逻辑，毕竟新能源汽车不同于传统的汽车，没有真正意义上的变速器，只是通过三相电机进行驱动。

该车三相电机通过控制电机的转速来控制车速，控制电机旋变方向实现前进挡位或者后退挡位，而电机的工作状态（包括电机的转矩控制、转速指令）由电机控制器输出指令，电机控制器又是执行来自VCU的指令，并将电机反馈的执行情况、编码器反馈、传感器反馈等信息上传至VCU。VCU在采集电子挡位开关模拟信号的同时，根据制动踏板的状态及整车其他状态，判定功能逻辑挡位，再通过CAN总线指令仪表显示对应的挡位。

挡位操纵机构逻辑信号如表1所示，表1中除了R/N/D/E对应的挡位信号组合，其他挡位信号组合均判定为挡位信号失效。VCU确定逻辑挡位后，再根据加速踏板开度、制动开关的状态指令电机控制器输出两种电机控制模式，分别是电机转矩控制模式和电机转速控制模式，VCU通过所发送的控制模式及逻辑挡位来确定MCU电机的工作模式。

在转矩控制模式下，VCU向MCU发送的信息为电机目标转矩和电机转矩模式，而转速模式是VCU向MCU控制模块电机目标转速和电机转速模式（一般只有驻车、怠速时电机才会工作在转速控制模式），而在转矩模式和转速模式状态下，仪表显示的挡位和VCU的逻辑挡位一致，目前该车仪表挡位异常，在排除了换挡器的故障，剩下的也只有VCU 控制部分了。那么到底是不是VCU存在故障？

由于之前没有更换VCU的经验且没有备件库存，因此决定用其他车辆的旧件替换尝试下，但是没有同款电池包车型，只有宁德时代电池包的车辆，但与宁德时代的电池包使用的VCU外表和针脚完全一模一样（如图6所示）且软件/硬件均完全相同，只是外壳控制器后面多了两个宁德的字样以示区别。抱着试试看的心理，将宁德时代的VCU更换到该车型上来，再次打开点火开关，仪表挡位灯正常显示且不再闪烁，车辆也是无法上电。

遂用诊断仪读取故障码，发现系统现在存在一个故障码为P1E2B00包外高压环路互锁故障且当前故障（如图7所示），由此基本确定故障点应该就在VCU本身了，遂订购VCU，到货更换后故障排除。

03故障总结

VCU是新能源汽车上特有的控制器，被认为是新能源车辆的最关键的三大核心控制部件之首。在车辆中VCU控制了车辆的上下电及行驶，采集车辆的加速踏板信号、制动踏板信号及其他部件信号，综合判断之后，控制下层各部件控制器的动作，实现整车上下电、驱动控制（即变速器控制）、能量管理、制动回馈、附件控制等功能，也就是说新能源汽车绝大部分功能都离不开VCU的参与。这样的优点在于，维修技师判断故障时可以缩小故障范围，缺点是出故障后只能更换VCU模块，提高了维修成本。

该车替换宁德时代型号的VCU之后，之所以能断定是VCU本身的问题，是因为对同样的江豚车型来说，不管是宁德时代电池包还是国轩电池包，车身线束均不会有太大差异，如果采用同样的品牌电机，那么电机上的线束也是一模一样，不同的是，由于电池包品牌不同，那么电池包的通信线束肯定是有所不同的。本车中更换不同品牌的VCU，在挡位控制一样的情况下，如果是车辆本身故障导致挡位异常，那么更换VCU之后挡位应该仍然不会正常显示，所以当看到挡位能正常显示就基本判断是VCU的故障。至于电池包外高压环路互锁故障，则是因为宁德时代的VCU中检测高压互锁线路和国轩的电池包中高压互锁针脚不匹配所导致。

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